Як широко використовуваний матеріал у всьому світі, цемент має великий вплив на навколишнє середовище і становить близько восьми відсотків наших викидів CO2, але вчені сподіваються розв’язувати цю проблему, вносячи зміни до складу матеріалу.
Новий низьковуглеводний цемент був розроблений дослідниками з німецького університету Мартіна Лютера в Галле-Віттенберг (MLU) і бразильського університету Пара, які зосередили увагу на вапняку – ключовому інгредієнті при виробництві традиційного портландцементу. Цей матеріал спочатку необхідно витягти з надр Землі у вигляді окремих складових, а потім подрібнити їх і запекти при високих температурах, що само по собі є енергомістким процесом.
Але коли вапняк обробляється і перетворюється в невеликі грудки, звані клінкером, які діють як прекурсор для подрібнення цементного порошку, він вивільняє накопичений вуглець. В іншому випадку цей вуглець залишався б надійно замкненим в породі, але в міру того, як все більше і більше вапняку викопується та обпалюється для виробництва цементу, він замість цього в значних кількостях потрапляє в атмосферу.
В результаті саме до пошуку альтернативи вапняку зводиться більшість зусиль з обмеження вуглецевого сліду цементу, і ми вже спостерігали деякі цікаві потенційні замінники – наприклад, ідею використання в складі цементу вулканічної породи. Автори ж нового дослідження вивчали потенціал сировини під назвою боксит, який підходить за всіма показниками, але з одним нюансом. Бокситові руди – найпоширеніші утворення, що містять алюміній, а тому вони вже мають великий попит і мають обмежену доступність.
Пошуки привели вчених до бокситового матеріалу, який знаходиться над бокситом і який необхідно підіймати в будь-якому випадку під час гірничих робіт, так званою глиною Белтерра.
- Вчені продемонстрували «годинник тривалості життя»
- Чверть дорослих людей опинилися щасливі без дітей
- Німецькі фізики запропонували нову теорію темної матерії
«Цей шар глини може мати товщину до 30 метрів і покриває родовища бокситів в тропічних регіонах Землі, наприклад, в басейні Амазонки», – пояснює Пельманн. «Він містить в собі досить мінералів з високим вмістом алюмінію, щоб забезпечити хорошу якість цементу. Він також доступний у великих кількостях і не вимагає особливих процедур обробки ».
Новий рецепт команди не виключає вапняк повністю, але на 50-60% замінює його глиною Белтерра. У такій суміші є одна додаткова перевага: вона не тільки залишає запаси вуглецю замкненими в землі, а й вимагає набагато нижчих температур для обробки – близько 1250 ° C, що на 200 градусів нижче, ніж у традиційного портландцементу.
«Наш метод не тільки виділяє менше CO2 під час хімічного перетворення, але і знижує його викиди при нагріванні обертових печей», – зазначив Пелльманн.
В цілому команда підрахувала, що новий рецепт цементу знижує викиди вуглецю на дві третини під час виробництва. Суворі лабораторні випробування показали, що він відповідає вимогам і відповідає всім критеріям ефективності для традиційного портландцементу. Тепер дослідники намагаються зрозуміти, чи є в Німеччині зручні джерела глини Белтерра і чи зможуть вони виробляти нову суміш в промислових обсягах.
Натхнення: www.popmech.ru